李捷
韶关市水务投资集团有限公司 广东韶关 512000
摘要：随着科学技术在我国的不断进步，各个行业都得到了快速的发展，自动控制系统逐渐被广泛的应用到了工厂内。目前，工业领域的工厂在进行自动控制的过程中，通过对计算机IPC或可编程控制器的采用，实现了相应的监控网络的形成，使数据的采集、过程的控制以及信息的传送，具有自动化以及一体化的特征。雷电是最为常见的一种自然现象，通过与实际工作情况的结合能够得知，自动控制系统最大的威胁来自于雷电，因此，需要从防雷技术方面，对自动控制系统进行不断的深入研究，以此来使其能够具备更强的防雷性能，并实现对防护范围的拓展。
关键词：工厂；自动化控制系统；防雷设计；应用
根据国内各工厂运行状况方面，对自动化控制系统所做出的调查能够得知，自动化控制系统中的故障50%-60％都是由雷击造成的。换句话说雷害是自动化控制系统最主要的故障原因，此类问题在高原或者山区中较为常见。自动化控制系统在高原及山区的自动化控制系统之所以会频繁受到雷击，其主要是由于此类高原和山区有着特殊的高度和气候，因此，自动化控制系统在该地区经常会出现故障。
一、雷电的危害类型
（一）直接雷击：
直接雷击指的就是，具有自动控制功能的设备及其相连的管路，在现场被雷电直接击中后，在强加热和电动力的影响下，无法保证完好的控制模件及电子线路。通常来说，由于工厂对防雷保护进行了完善的设计，因此，设备很少会受到直击雷带来的损坏。
（二）感应雷击：
自动控制系统以及具有用电需求的设备在进入现场后，如果受到雷电带来的静电感应和电磁感应这两种作用，就会受到损坏[1]。
（三）雷电过电压：
其会导致金属导管以及金属管道中形成雷电波，尤其是天线或架空电线会向自动控制系统引入高电位，进而干扰和破坏系统。
（四）反击雷：
在接闪防雷装置的过程中，瞬间形成的强大电流，会从引下线向接地装置中流入，由于大地存在电阻，无法向大地快速泄放雷电电荷，因此必然会导致局部地带出现高电位，如果接地体在自动控制系统中与该点的距离，无法得到安全的保障，就会导致两者之间出现放电现象，进而导致反击电流的产生，设备中不具有绝缘性能的部分会被直接击穿，进而对设备造成干扰或是损坏。
二、受到雷电危害的原因
1.运行维护问题。由于自动化控制系统有着严重的老化现象，并且所有已有的自动化控制系统中都有着过高的接地电阻。由于自动化控制系统受到严重的雷击损坏时，普遍存在着过高的电阻。通过对此类自动化控制系统的分析能够得知，自动化控制系统之所以会受到雷害是由于历史因素—高山土壤中过高的电阻率等;不合理的设计参数——输电线路不合理的施工；电阻在运行过程中的逐渐升高—线路不合理的接地改造等[2]。
2.自动化控制系统缺乏高质量的接地施工，并且自动化控制系统缺乏数量充足的接地装置，例如接地体的严重腐蚀，逐年增加的接地电阻、残缺不全的接地装置等，接地装置受到以上损坏后，会导致自动化控制系统无法保持正常的防雷能力，甚至会加大雷击问题的出现几率。
3.未达到预期的接地改造质量效果。
改造接地装置有着较强的隐蔽性，如果无法做到接地改造施工质量的严格检查，或是在工程施工完成后只对其进行了验收，使无法做到对接地改造施工所留下的安全隐患的发现的，例如：由于投机取巧、偷工减料等所导致的输电线路不达标的防雷水平等问题。
三、防雷设计与应用
（一）处理接地装置
随着接地电阻在设备中的增加，会降低高压输电线路的抗雷能力。等级越高的电压会对设备接地起到更加重要的作用。针对有着较高电阻率的土壤地区来说，需要通过对相关方法的更换，来对接地网形式和突然进行更换，以此来实现对电阻的降低。针对频繁发生雷击的区域来说，主网线路设备需要保证接地电阻大于10Ω，山区也需要大于15Ω。在雷雨季到来之前，针对频繁发生雷击的区域来说，在测量设备接地电阻时所选择的方法，需要满足规程要求。
（二）对线路绝缘水平的加强
针对有着强烈雷电活动的地段、跨域度较大的设备及其相关线路来说，需要做好对绝缘子片数量的增加。因此，此类地区有着更大的落雷几率，由于塔顶有着较高的电位，较大的感应电压，因此更易受到绕击，通过对绝缘子片数量的增加，能够使导线和避雷线之间具有更大的距离，以此来实现对绝缘目标的加强。根据相关规程规定能够得知：地线设备全高需要大于40m，其增加10m的高度会导致一篇绝缘子的增加[3]。
（三）安装避雷器设备
需要结合现场的实际情况，可以应用具有避雷功能的针，带以及网等措施对其进行保护，可以将引下线大量平均的布置在地下，以此来将雷电引入到地下。通过大量地下引线对雷电的分流作用，可以使引线压降得以减少降低雷击造成的危害，并且能够减少对电线路设备的影响。在对避雷针进行设置的过程中，在太阳电池方阵组件上，不得出现避雷阵的投影[4]。
（四）安装在线监测装置
通过对在线监测装置的安装，能够做到对设备运行状态的实时监控。设备受到运行电压的影响，会出现电流的泄漏，如果设备存在着异常情况，例如受潮、老化等，就会造成更多电流的泄漏，因此，通过对泄漏电流的检测，能够实现对其运行情况的基本掌握。在线检测装置在设备中串接于接地回路中，通过对设备的实时监测，能够做到对其所泄漏电流值的获取，同时，后方监控平台所获取到的来自无线数字技术所采集的数据，通过对电脑软件的利用，能够率先对其的自动分析和预警。相比以往运行人员采用检测仪，定期对设备泄漏电流的数据记录来说，其对设备异常运行的发现具有实时性、快速性以及连续性。
（五）对设备选型的进一步管理
需要对设备的采购程序进行严格的审批，在入网、施工以及验收阶段，需要做好对设备的严格把关，此外，还需要在整个过程中做好对工程所需材料的管控，生产设备的厂家的供货资质需要达到良好的标准，针对已经出现质量问题的产品设备来说，不得将其作为供货产品。针对低质量的产品来说，不得纳入入网运行范围内，以此来使各避雷器的运行都能够达到合格的技术标准，使设备的运行能够满足相关的要求[4]。
结束语：
雷电是最为常见的一种自然现象，通过与实际工作情况的结合能够得知，自动控制系统最大的威胁来自于雷电，因此，需要从接地装置、避雷器设备、线路绝缘水平以及在线监测装置等方面，对自动控制系统进行不断的深入研究，以此来使其能够具备更强的防雷性能，并实现对防护范围的拓展。
参考文献：
[1]李炳举. 工厂自动化控制系统防雷设计与应用[J]. 今日自动化, 2019, 000(003):P.47-49.
[2]汪祁, Wang, Qi. 水厂自动化系统防雷接地保护工程[J]. 可编程控制器与工厂自动化, 2012, 08(v.14;No.55):61-63.
[3]满德豹. 工业自动化仪表控制系统的防雷保护对策研究[J]. 区域治理, 2018, 000(052):164.
[4]王景春. 矿山自动化系统防雷设计方案[C]// 第28届中国气象学会年会——S13雷电物理,监测预警和防护. 2011.